Jumo 213 und DB 603

[Carlos G.]

Einige deutsche Motoren (welche?) hatten doch eine Dralldrossel (veränderlicher Vordrall) vor den Verdichter, damit lässt sich das Pumpen elimieren.

Jetzt wird es hier interessant!... Die sog. "Pumpgrenze" der Verdichterstufen eines Kompressors... Die Minderung des Dralls der angesaugten Luft im Trakt unmittelbar vor dem Verdichterlaufrad... Das war damals alles Neuland für die Techniker! Ich wundere mich ehrlich, wie besagte Techniker damals diese negativen Nebenwirkungen der Lader in ihrem Inneren haben feststellen, messen und beheben können...

Funfact: die derzeitigen Formel 1 Motoren verwenden wieder eine derartige Lösung, ansonsten ist das Prinzip bei aufgeladenen Motoren m.W. nie mehr irgendwoanders genutzt worden.

Das kann ich nicht beurteilen, aber um den Drall der Luft zu mindern gibt es ja bei den Strahltriebwerken im Verdichterteil die Statorstufen, richtig?

 

[Doppelnik]

Ich würde hier nicht von einer Minderung des Dralls sprechen, gegen Pumpen bringt man einen Drall in Drehrichtung eine vorher drallfreie Strömung auf. Eine Dralldossel ist das gleiche wie eine variables Leitrad bei einem Triebwerk.

 

[Gandalf]

... ansonsten ist das Prinzip bei aufgeladenen Motoren m.W. nie mehr irgendwoanders genutzt worden.

Kleine Ergänzung: der russische Mikulin AM-38 (übrigens der einzige stückzahlmäßig bedeutende WKII-Flugmotor mit DOHC-Ventilsteuerung) hatte auch eine Dralldrossel. Weiß jetzt aber nicht, ob Mikulin oder Jumo das zuerst auf dem Prüfstand hatten.

liegrü
Gandi

 

[Doppelnik]

interessanter Motor, der Ventiltrieb erinnert an den W-2 (oder V-2) des T34, allerdings ist es aus heutiger Sicht schwer nachzuvollziehen, weshalb man bei der Gelegenheit nicht die Kerze in die Mitte des Zylinders gerück hat (sie wie es beim Ford GAA ja schon konsequenterweise gemacht wurde).

 

[Gandalf]

Denke mal das hängt vor allem mit den Ventilgrößen zusammen, eventuell hat der GAA in Relation zur Bohrung relativ kleine Ventile (im Vergleich zu einem typischen V12). Die seitliche Anordnung der beiden Zündkerzen bringt wohl auch bessere Zugänglichkeit.

Hast du vielleicht einen Link (Foto) vom Brennraum des GAA, hab jetzt auf die Schnelle nix gefunden...

liegrü
Gandi

 

[Doppelnik]

Bei großen Motoren mit vier Ventilen ist selbst bei damaligen Zündkerzen die Unterbringung in der Mitte problemlos möglich, wenn keine Nockenwelle im Weg ist.

Hier sind ne Menge aufschlussreicher Schnitte zu sehen: The Ford GAA Data Page: More info and technical Drawings and Manual photos than anyplace on the Internet. | The Sherman Tank Site

Der Abstand der Ventile zueinander ist der damaligen Zeit entsprechend nicht minimal aber auch nicht größer als bei dem Merlin, DB605 oder einem anderen Vierventilmotor seiner Zeit. Der GAA wirkt mit dem kleinen Ventilwinkel, dem Tassenstößelventiltrieb und der zentralen Zündkerze sehr modern. Natürlich würde man heute die Einlasskanäle ganz anders gestalten, aber damals hat man halt auch versucht die Bauhöhe so klein wie möglich zu halten. An die Zündkerze kommt man über einen Kerzenschacht deutlich einfacher dran, als wenn sie seitlich an der Einlassseite liegen würde.

Ich vermute als Flugmotor hatte der noch ne 2. Kerze, möglicherweise seitlich liegenden und mit einem leicht späteren Zündzeitpunkt (um Klopfen beim Ausfall der zentralen Kerze zu verhindern).

 

[78587?]

Ich vermute als Flugmotor hatte der noch ne 2. Kerze, möglicherweise seitlich liegenden und mit einem leicht späteren Zündzeitpunkt (um Klopfen beim Ausfall der zentralen Kerze zu verhindern).

beim Flugmotor ist sowieso eine Doppelzündung ein muss, zudem bei einem solch grossen Kolbendurchmesser, wegen der Verbrennungsgeschwindigkeit.
Jumo 213A hat ja die Kerzen "von oben", allerdings mit einer Nockenwelle und drei Ventilen.

.

 

[Gandalf]

Hier sind ne Menge aufschlussreicher Schnitte zu sehen: The Ford GAA Data Page: More info and technical Drawings and Manual photos than anyplace on the Internet. | The Sherman Tank Site
....

Ah ja, sehr schön! Für seine Zeit war der GAA sicher bemerkenswert fortschrittlich.

Nochmal kurz zur Kerzenlage: Bei den durchweg recht niedrigen Verdichtungen damaliger Flugmotoren bestand wohl gar keine Notwendigkeit, (beim Vierventiler zumindest eine der beiden) Zündkerzen zentral in der Mitte anzuordnen. Eine genügend rasche Ausbreitung der Flammfront(en) ist auch mit - aus heutiger Sicht sicherlich ungünstiger - seitlicher Einbaulage gewährleistet.

liegrü
Gandi

 

[Doppelnik]

Der große Kolbendurchmesser alleine ist kein Grund, mit einer mittigen Zündkerze gibt es die kürzesten Flammwege. Wenn man noch kürzere Flammwege (Zündkerze bis Zylinderwand) erreichen möchte, dann bräuchte man 3 oder noch mehr Kerzen pro Zylinder. Die Formel 1 Saugmotoren hatten übrigends knapp unter 100 mm Bohrungsdurchmesser und Drehzahlen von fast 20.000 U/min, und brauchten dafür auch nicht mehr als eine Zündkerze.

Die günstigere Zündkerzenposition beim Jumo 213 war durch die Dreiventilbauweise möglich (mit nur einer Nockenwelle, was Gewicht spart) und sicher ein Grund dafür, warum Junkers nicht auf vier Ventile gewechselt ist. Erst in der Kombination von vier Ventilen und DOHC (es gibt ein paar SOHC Motoren mit mittiger Zündkerze die sehr schräg steht) kann man eine zentrale Lage ohne Kompromisse verwirklichen.

 

[Doppelnik]

Ah ja, sehr schön! Für seine Zeit war der GAA sicher bemerkenswert fortschrittlich.

Nochmal kurz zur Kerzenlage: Bei den durchweg recht niedrigen Verdichtungen damaliger Flugmotoren bestand wohl gar keine Notwendigkeit, (beim Vierventiler zumindest eine der beiden) Zündkerzen zentral in der Mitte anzuordnen. Eine genügend rasche Ausbreitung der Flammfront(en) ist auch mit - aus heutiger Sicht sicherlich ungünstiger - seitlicher Einbaulage gewährleistet.

liegrü
Gandi

die niedrige Verdichtung musste gewählt werden wegen der hohen Aufladung und der fehlenden bzw. relativ geringen Ladeluftkühlung (Mehr Ladeluftkühlung ergibt mehr Luftwiderstand). Auch damals hätte man gerne höher Verdichtet oder noch mehr aufgeladen, man ist dabei immer an die Klopfgrenze gegangen. Eine zentrale Zündkerze mit kürzerer Brenndauer wäre dabei sehr hilfreich gewesen (wobei die Jumo 213 Anordnung schon ziemlich gut ist und bei den Mercedes V-Motoren der 90er auch wieder verwendet wurde.

Der DB609 hätte auch eine mittige Zündkerze und vier Ventile mit DOHC bekommen, der trend war also schon damals erkennbar

 

[Gandalf]

... und sicher ein Grund dafür, warum Junkers nicht auf vier Ventile gewechselt ist.
....

Gutes Stichwort, aber da frage ich mich eher, warum Jumo nicht schon viel früher (wie alle anderen!) auf Vierventil umgestiegen ist.
Beim 213 J haben sie es ja dann endlich gemacht, und der war dem Dreiventiler ja so ziemlich haushoch überlegen (Leistung, Abgasstrahlschub usw.)

liegrü
Gandi

 

[78587?]

Der große Kolbendurchmesser alleine ist kein Grund,

hat aber doch Auswirkungen, die man beim Abbremsen sehen kann. Der Daimler darf bei 2000 U/min mit nur 1 Zündmagnet, nur 50 U/min abfallen.

Die günstigere Zündkerzenposition beim Jumo 213 war durch die Dreiventilbauweise möglich (mit nur einer Nockenwelle, was Gewicht spart) und sicher ein Grund dafür, warum Junkers nicht auf vier Ventile gewechselt ist.

Der 213J , hatte dann auch 4 Ventile, bei nur eine Nockenwelle

.

 

[Doppelnik]

Große Kolben sind ein guter Grund die Flammwege so kurz wie möglich zu halten, bei einer zentralen Lage ist der maximale Weg der Radius, bei zwei außermittigen Zündkerzen ist dieser immer größer.

Die Frage ist, ob der 213 J eine zentrale Zündkerzenlage hatte oder nicht, das ist auch mit nur eine Nockenwelle möglich, aber schwieriger, insbesondere wenn der Kopf so niedrig gebaut werden soll wie möglich.

 

[Gandalf]

...
Die Frage ist, ob der 213 J eine zentrale Zündkerzenlage hatte oder nicht, das ist auch mit nur eine Nockenwelle möglich, aber schwieriger, insbesondere wenn der Kopf so niedrig gebaut werden soll wie möglich.

Was meinst du jetzt genau mit "zentraler" Lage?

Beim benzingetriebenen Viertakt-Flugmotor sind - wie 78587? ja auch erwähnte - primär aus Sicherheitsgründen grundsätzlich zwei Zündkerzen pro Brennraum unterzubringen, und zwar mit getrennten Zündkreisen angesteuert: falls einer ausfällt, läuft der Motor bzw. betreffende Zylinder trotzdem weiter (mit i. d. R. reduzierter Leistungsabgabe) - also ein redundantes System sozusagen.

Also zumindest eine der beiden Kerzen muss zwangsläufig immer mehr oder weniger "dezentral" positioniert werden. Auf Anhieb fällt mir kein Vierventil-Flugmotor ein, der eine Zündkerze zentral mittig zwischen den Ventilen hätte...

liegrü
Gandi

 

[Doppelnik]

Was ich mit zentraler Lage meine ist eigentlich selbst erklärend, Zündkerze in der Mitte (oder annähernd) des Zylinders, so wie es heute bei allen modernen Ottomotoren der Fall ist.

Die Schiebermotoren von Napier und Bristol hatten beispielsweise zentrale Zündkerzen und eine deutlich höhere Verdichtung (was auch an den fehlenden heißen Auslassventilen lag). Der Jumo 313 J wird im AEHS Forum (den Link hab ich aus versehen grade zugemacht) mit optimaler Zündkerzenlage beschrieben, daher vermute ich eine zentrale Position. Der DB 609 (Entwicklungsprojekt) hatte ebenfalls vier Ventile und eine zentrale Zündkerze. Der Ford GAC (so hieß wohl der entwickelte Flugmotor aus dem der GAA Panzermotor wurde) hatte dies natürlich auch, bevor der wieder in Vergessenheit gerät.

Ich schrieb ja, dass man die zweite Kerze auch an den Rand setzen kann und diese (es werden ja eh zwei unabhängige Zündsysteme verwendet) etwas später zünden lässt, da eine seitliche Zündung eine höhere Klopfgefahr mit sich bringt.

 

[78587?]

mit optimaler Zündkerzenlage beschrieben, daher vermute ich eine zentrale Position.

du vermutest schon richtig, Doppelzündung Zentral:

 

[Junkers-Peter]

Sacht ma Leute, müßt ihr euch hier gegenseitig die Taschen vollhauen? Besondes Meister Doppelnik mit seinen abenteuerlichen Theorien. Bisher war der thread eher an Dokumenten und Fakten orientiert, bevor das große Spekulatius losging. Ich hoffe, das Niveau steigt wieder.

Zylinderkopf Jumo 213 J. Preisfrage: Wo sind die Zündkerzen bzw. die Öffnungen dafür?


Und bitte, bitte Doppelnik, keine Theorien zur Ausführung des Zylinderkopfes. Wir hatten hier schon mal so einen "Experten", ADHS oder so. Gott sei Dank ist hat der sich zurückgezogen. Vielleicht erst mal den thread von Beginn an durchlesen, um ein Grundverständnis von den beiden Motoren zu bekommen oder von Hochleistungs-Flugmotoren bis 1945 grundsätzlich?

edit:
Man erkennt an dem Foto auch gut die Vertiefungen, in die die Laufbüchsen mittels Zuganker angepresst wurden. Die Bauart gabs bei Junkers seit dem Jumo 210.

 

[78587?]

Preisfrage: Wo sind die Zündkerzen bzw. die Öffnungen dafür?

und wo sind sie beim Daimler ?

 

[Junkers-Peter]

An den Seiten. Ich habe witzigerweise gerade einen Schnitt durch den Zylinderkopf des DB 601 vor mir liegen, wo ich nachsehen kann.
Und die Auslaßventile sind natriumgefüllt. Ist aber clever gelöst.

 

[Doppelnik]

Sacht ma Leute, müßt ihr euch hier gegenseitig die Taschen vollhauen? Besondes Meister Doppelnik mit seinen abenteuerlichen Theorien. Bisher war der thread eher an Dokumenten und Fakten orientiert, bevor das große Spekulatius losging. Ich hoffe, das Niveau steigt wieder.

Zylinderkopf Jumo 213 J. Preisfrage: Wo sind die Zündkerzen bzw. die Öffnungen dafür?


Und bitte, bitte Doppelnik, keine Theorien zur Ausführung des Zylinderkopfes. Wir hatten hier schon mal so einen "Experten", ADHS oder so. Gott sei Dank ist hat der sich zurückgezogen. Vielleicht erst mal den thread von Beginn an durchlesen, um ein Grundverständnis von den beiden Motoren zu bekommen oder von Hochleistungs-Flugmotoren bis 1945 grundsätzlich?

edit:
Man erkennt an dem Foto auch gut die Vertiefungen, in die die Laufbüchsen mittels Zuganker angepresst wurden. Die Bauart gabs bei Junkers seit dem Jumo 210.

Bezüglich des Jumo 213 J habe ich eine Frage gestellt, wo die Zündkerzen denn saßen, mit dem Hinweiß, dass eine zentrale Position bei nur einer Nockenwelle schwierig zu erreichen ist.

Ansonsten, ich habe Motorenbau studiert und konstuiere seit bald 25 Jahren Motoren, ich weiß schon wo ne Zündkerze hingehört...(Mal abgesehen davon, dass ein Blick unter die Haube da weiterhilft (bei Benzinautos, ist aber bei auch bei größeren Gasmotoren nicht anders...)